EP1366849B1 - Linear motion guide - Google Patents

Abstract

The linear guide system includes at least one guide rail (33) for at least one carriage (5), and has several racks, each of which can be assembled from rack segments (34, 35). Several different types of these are provided. They differ at leased with respect to the properties of their teeth. Each of these rack segments is detachably fitted to the rail.

Description

Die Erfindung betrifft eine verzahnte Linearbewegungsführung, umfassend zumindest eine Führungsschiene, die Laufflächen für Wälzkörper aufweist, zumindest einen Schlitten, der über die Wälzkörper auf der Schiene gelagert und relativ zu dieser längsverschiebbar ist, mehrere Zahnstangen, die alternativ zueinander an der Schiene lösbar befestigbar sind, wobei die Zahnstange zumindest über einen Teil ihrer Länge mit einer Verzahnung versehen ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus WO 9 912 786 A bekannt ist.The invention relates to a toothed linear motion guide, comprising at least one guide rail, the treads for rolling elements, at least one slide, the mounted on the rail via the rolling elements and relative to this is longitudinally displaceable, several racks, the alternative to each other on the rail are detachably fastened, the rack being at least part of its length is provided with a toothing, according to the preamble of Claim 1, as it is known from WO 9 912 786 A.

Um in Maschinen oder Anlagen lineare Bewegungen ausführen zu können, sind Linearbewegungsführungen bekannt, die eine Schiene aufweisen, an der ein Schlitten über Wälzkörper geführt und gelagert ist. Bei einem bestimmten Typ von Linearbewegungsführungen ist zusätzlich eine Zahnstange vorhanden, die mit der Schiene verbunden ist und parallel zu dieser verläuft. In die Zahnstange können beispielsweise ein oder mehrere Ritzel eingreifen. Eine auf das Ritzel übertragene rotatorische Antriebsbewegung führt zu einer linearen Abrollbewegung des Ritzels, genauer gesagt der Mittelachse des Ritzels, parallel zur Linearbewegungsachse. Sind ein oder mehrere auf der Schiene angeordnete Schlitten mit dem Ritzel wirkverbunden, so werden auch die Schlitten von der Antriebsbewegung auf der Schiene mitgenommen. To perform linear movements in machines or systems Linear motion guides are known which have a Have rail on which guided a carriage via rolling elements and stored. For a certain type of linear motion guides In addition, a rack is available, which is connected to the rail and parallel to this runs. In the rack, for example, a or engage several pinions. A transmitted to the pinion Rotational drive movement leads to a linear rolling movement of the pinion, more precisely the central axis of the Pinion, parallel to the linear motion axis. Are one or a plurality of rails arranged on the rail with the pinion operatively connected, so are the carriages of the drive movement taken on the rail.

Als erste Untergruppe dieses Typus von Linearbewegungsführungen sind solche vorbekannt, bei denen die Schiene und die Zahnstange im wesentlichen die gleiche Länge aufweisen und einstückig miteinander verbunden bzw. ausgebildet sind. Derartige Linearbewegungsführungen sind beispielsweise durch die Produkte Schneeberger Monorail MZ, der W. Schneeberger AG (Roggwil, Schweiz) und INA KUVE..SB ZHP, der INA-Schaeffler KG (Herzogenaurach, Bundesrepublik Deutschland), vorbekannt. Als nachteilig hieran wird jedoch empfunden, dass sich hiermit keine Führungen mit einer einstückigen Schiene grösserer Länge fertigen lassen, die zudem hohen Qualitätsanforderungen gerecht werden.As the first subgroup of this type of linear motion guides those are already known in which the rail and the To have the rack substantially the same length and are integrally connected or formed with each other. such Linear motion guides are for example by the products Schneeberger Monorail MZ, the W. Schneeberger AG (Roggwil, Switzerland) and INA KUVE..SB ZHP, the INA Schaeffler KG (Herzogenaurach, Federal Republic of Germany), previously known. However, this is considered disadvantageous that hereby no guides with a one-piece Can produce rails of greater length, which also high Meet quality requirements.

Fertigungsbedingt war es bisher nicht oder höchstens nur mit einem ganz erheblichen Aufwand möglich, eine solche einstückige, verzahnte Linearbewegungsführung herzustellen, die trotz einer grösseren Länge, beispielsweise von 4 m und mehr, auch hochpräzise und hochbelastbar ist. Problematisch ist unter anderem, geringe Lagetoleranzen der Schiene und der Zahnstange zu erzielen, beispielsweise in Bezug auf Biegung und Torsion. Aufgrund der zur Erreichung einer hohen Belastbarkeit erforderlichen Härtung der Zahnstange tendiert die Schiene zum Verzug. Ein Verzug, insbesondere in Form von einer Torsion der Zahnstange, kann aber auch schon alleine durch den zur Erzeugung einer Verzahnung üblicherweise vorgesehenen Zerspannungsvorgang entstehen. Aufgrund eines zur Korrektur der Torsion dann vorgesehenen Richtvorganges besteht zwar die Möglichkeit, den Torsionsfehler zu korrigieren. Allerdings hat der Richtvorgang dann oftmals einen Teilungsfehler der Verzahnung zur Folge. Insbesondere bei der einstückig mit der Schiene verbundenen Zahnstange besteht das Problem, dass sich Fehler bezüglich der Lage der einzelnen Zähne über die Länge der Zahnstange aufsummieren und auf diese Weise ganz erhebliche sogenannte Summenteilungsfehler entstehen können. For manufacturing reasons, it was not or at most only with a very considerable effort, such a one-piece, To produce a toothed linear motion guide, the despite a greater length, for example, of 4 m and more, also highly precise and highly resilient. Problematic Among other things, low positional tolerances of the rail and To achieve the rack, for example, in terms of bending and twist. Because of achieving a high Resilience required hardening of the rack tends the rail to the delay. A delay, especially in the form of a twist of the rack, but can already alone by the usually provided for generating a toothing Zerspannungsvorgang arise. Due to a to Correction of the torsion then provided straightening process exists Although the possibility to correct the torsion error. However, the straightening process often has a pitch error the gearing to the result. Especially at the is integrally connected to the rail rack the problem is that mistakes regarding the location of the individual Add teeth over the length of the rack and open this way very significant so-called sum pitch error can arise.

Aus diesen Gründen werden derartige Linearbewegungsführungen üblicherweise nur mit einer maximalen Länge von 1,6 m angeboten. Ist eine längere Führung erforderlich, so müssen mehrere dieser einstückigen Schiene/Zahnstangen-Komponenten aneinander gefügt werden. Bei grösseren Längen, beispielsweise bei 4 m Länge und mehr, entsteht dann aber eine Vielzahl von Fugen zwischen aufeinander folgenden Schienenabschnitten, die die Wälzkörper überfahren müssen. Dies kann sich nachteilig auf die Lebensdauer der Wälzkörper sowie auf die Laufruhe und Präzision der Führung auswirken.For these reasons, such linear motion guides usually offered only with a maximum length of 1.6 m. If a longer tour is required, several must this one-piece rail / rack components together be joined. For larger lengths, for example at 4 m length and more, but then creates a variety of Joints between successive rail sections, which must overrun the rolling elements. This can happen detrimental to the life of the rolling elements and on the Smooth running and precision of leadership impact.

Es ist auch ein anderer Typ derartiger verzahnter Linearbewegungsführungen bekannt geworden, bei denen die Schiene und die Zahnstange im wesentlichen die gleiche Länge aufweisen und jeweils für sich genommen einstückig ausgebildet sind. Eine solche Führung wird beispielsweise von der Anmelderin unter der Bezeichnung BZ 15 angeboten. Die Schiene und die Zahnstange müssen miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Schraubenverbindungen. Aufgrund der grossen Länge der Schiene und der Zahnstange können sich Lagefehler der für die Schraubenverbindungen vorgesehenen Löcher der Schiene und der Zahnstange aufsummieren, so dass diese nicht mehr miteinander fluchten. Um diesen Fertigungsfehler zu kompensieren, bedarf es eines grossen Aufwandes, sofern dies aufgrund der Grösse des Fehlers überhaupt möglich ist.It is also another type of such toothed linear motion guides have become known in which the rail and the rack have substantially the same length and are each formed in one piece. Such guidance is given, for example, by the Applicant offered under the name BZ 15. The rail and the Rack must be connected together, for example by screw connections. Because of the big ones Length of the rail and the rack may be misaligned the holes provided for the screw connections Add up the rail and the rack so that they do not more aligned. To this manufacturing error too Compensate, it requires a lot of effort, if so due to the size of the error is even possible.

Bei einer weiteren vorbekannten Lösung ist vorgesehen, dass der Maschinenhersteller, der eine verzahnte Führung beispielsweise in eine Werkzeugmaschine einbauen möchte, die Schiene und die Zahnstange selbst miteinander fügt, beispielsweise weil sie von unterschiedlichen Anbietern stammen. Dies bedeutet jedoch für den Maschinenhersteller einen grossen Montage- und Justieraufwand.In a further known solution is provided that the machine manufacturer who has a toothed guide, for example would like to install in a machine tool, the Rail and the rack itself adds together, for example because they come from different suppliers. However, this means one for the machine manufacturer large assembly and adjustment effort.

Sämtliche vorbekannten Schienen-Zahnstangen-Führungen haben den Nachteil, dass sie nur wenige bis keine Möglichkeiten bieten, auf unterschiedliche technische Anforderungen reagieren zu können. Insbesondere bei den Lösungen, bei denen die Schiene und die Zahnstange einstückig miteinander verbunden sind, kann diese weder an unterschiedliche Belastungs- noch an unterschiedliche konstruktive Anforderungen angepasst werden.All previously known rail rack guides have the disadvantage that they have few to no possibilities offer to respond to different technical requirements to be able to. In particular, in the solutions in which the rail and the rack integrally connected can not be adapted to different load still to different design requirements be adjusted.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, mit möglichst geringem Aufwand auf derart unterschiedliche Anforderungen reagieren zu können.The invention is therefore based on the object, a possibility to create, with the least possible effort to be able to react to such different requirements.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Linearführungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst, bei dem sich mehrere Linearbewegungsführungen mit jeweils einer Schiene und einer Zahnstange dadurch bilden lassen, dass jede der Zahnstangen aus Zahnstangensegmenten zusammensetzbar ist, hierbei mehrere unterschiedliche Typen von Zahnstangensegmenten vorgesehen sind, die sich zumindest in Bezug auf Eigenschaften der Verzahnungen voneinander unterscheiden, und jedes der Zahnstangensegmente an der Schiene lösbar befestigbar ist.The object is achieved by a linear guide system according to claim 1 solved in which there are several linear motion guides each with a rail and a rack thereby form Let each of the racks out of rack segments composable, this several different Types of rack segments are provided that are at least in terms of properties of the gears from each other differ, and each of the rack segments the rail is detachably fastened.

Dieser Lösung liegt der Gedanke zugrunde, ein modulares Linearbewegungsführungssystem auszubilden. Bei diesem sollen zumindest an den Stellen der Linearbewegungsführung zueinander alternativ verwendbare Bauteile vorgesehen werden können, die im Hinblick auf unterschiedliche Belastbarkeits- und/oder Genauigkeitsanforderungen kritisch sind.This solution is based on the idea of a modular Form linear motion guide system. In this should at least at the points of linear motion guide to each other alternatively usable components can be provided, which, with regard to different load capacity and / or accuracy requirements are critical.

Hiervon ist zunächst die Zahnstange betroffen. Erfindungsgemäss sollte deshalb vorgesehen sein, dass sich die Zahnstange aus Zahnstangensegmenten zusammensetzt, die vorbestimmte Längen aufweisen. Sind in einem solchen Baukasten mehrere unterschiedliche Längen vorgesehen, so können durch mehrere Zahnstangensegmente der gleichen und unterschiedlicher Länge, eine Vielzahl von unterschiedlichen Gesamtlängen erreicht werden. Die erzielbaren Gesamtlängen liegen dann alle innerhalb eines Rasters, dessen Mass sich aus der Länge des kürzesten Segments ergibt. So kann beispielsweise das kürzeste Zahnstangensegment eine Länge aus einem Bereich von 300 mm bis 600 mm, vorzugsweise von zumindest näherungsweise 400 mm aufweisen. Die weiteren Zahnstangensegmente mit gleicher Verzahnung haben dann eine Länge, die einer Verlängerung um die Hälfte des jeweils nächstkürzeren Zahnstangensegments entspricht. Auf diese Weise kann beispielsweise die Anzahl an unterschiedlichen Längen auf drei beschränkt werden.This affects the rack first. According to the invention should therefore be foreseen that the Rack composed of rack segments, the predetermined Have lengths. Are in such a kit provided several different lengths, so can through several rack segments of the same and different Length, a variety of different total lengths be achieved. The achievable total lengths are then all within a grid whose dimensions are from the length of the shortest segment. For example, the shortest rack segment a length of a range of 300 mm to 600 mm, preferably at least approximately 400 mm. The other rack segments with the same Teeth then have a length, that of an extension by half of the next shortest rack segment equivalent. In this way, for example, the Number of different lengths can be limited to three.

Erfindungsgemäss sollten jedoch auch mehrere Zahnstangensegmente mit unterschiedlichen Eigenschaften vorhanden sein. In erster Linie kommen unterschiedliche Verzahnungen in Betracht. Variationen in der Verzahnung können beispielsweise durch Zahnstangensegmente mit Gerad- oder Schrägverzahnung oder auch durch einen unterschiedlichen Modul erreicht werden. Schliesslich kommen auch unterschiedliche Verzahnungsqualitäten in Betracht, die in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsfalls von Anwenderseite her benötigt werden. Schliesslich können für die Zahnstangensegmente auch unterschiedliche Werkstoffe, Rauhtiefen, Härte der Zahnflanken und ähnliches, vorgesehen sein.According to the invention, however, should also several rack segments be present with different properties. In First of all different gears are considered. Variations in the gearing can be, for example by rack segments with straight or helical toothing or be achieved by a different module. Finally, there are also different gearing qualities in consideration, depending on the particular If necessary, be required by the user side. Finally, for the rack segments also different Materials, roughness, hardness of tooth flanks and the like, be provided.

Ebenso können auch mehrere Führungsschienen mit unterschiedlichen Eigenschaften vorgesehen sein. Unter "unterschiedlichen Eigenschaften" sind in diesem Zusammenhang in erster Linie unterschiedliche Querschnittsformen, Querschnittsflächen und Materialeigenschaften der Schiene zu verstehen. Jeder Typ der Zahnstangensegmente sollte an jeder der unterschiedlichen Schienen montierbar sein. Hierbei sollte es auch möglich sein, an einer Schiene unterschiedliche Zahnstangensegmente zu befestigen. Zudem sollten in die Zahnstange auch Segmente ohne Verzahnung integrierbar sein, sofern über eine bestimmte Teillänge - oder auch über die Gesamtlänge - der jeweiligen Linearführung keine Verzahnung benötigt wird. Wird die Verzahnung der Zahnstange auf die Stellen beschränkt, an denen auch eine Verzahnung benötigt wird, so können die Kosten und der technische Aufwand für die Linearbewegungsführung minimiert werden.Likewise, several guide rails with different Be provided properties. Under "different Properties "are first in this context Line different cross-sectional shapes, cross-sectional areas and material properties of the rail. Everyone Type of rack segments should be different at each one Rail be mounted. This should be it also be possible on a rail different rack segments to fix. In addition, should in the Rack also segments without teeth be integrable if over a certain partial length - or over the Overall length - the respective linear guide no teeth is needed. Is the toothing of the rack on the Restricted places where a gearing is needed is, so can the cost and technical effort for the linear motion guide can be minimized.

Um die Befestigungen der Zahnstangensegmente an den Schienen zu vereinfachen, kann eine Standardisierung vorgesehen sein. Diese kann darin bestehen, dass auch die Befestigungsmittel, wie Bohrungen und Schrauben, in einem bestimmten Raster in Bezug auf die Führungsachse vorgesehen sind.To the attachments of the rack segments to the rails To simplify, a standardization can be provided. This may consist in that the fastening means, like holes and screws, in a certain grid in Reference to the guide axis are provided.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass sich durch diese erfindungsgemässen Massnahmen nicht nur sehr einfach ein ganzes Linearführungssystem bilden lässt. Werden hierbei zudem die Schienen selbst so weit als möglich einstückig ausgebildet und die Zahnstangen jeweils durch einzelne Zahnstangensegmente zusammengesetzt, so wirkt sich dies auch positiv auf die mit den Führungen erzielbaren Positioniergenauigkeiten aus. So kann an eine einstückige Schiene mit einer Länge von bis zu 6 m und mehr eine gleichlange oder kürzere Zahnstange angefügt sein, die sich aus einzelnen Zahnstangensegmenten zusammensetzt. Die Länge der Zahnstangensegmente kann aus einem Bereich von 250 mm bis 600 mm, besonders bevorzugt von 350 mm bis 450 mm, insbesondere ca. 400 mm, gewählt sein. Bei einer solchen erfindungsgemässen Linearbewegungsführung lässt sich mit weit weniger Aufwand als bei herkömmlichen Linearbewegungsführungen eine gute Führungs- und Positioniergenauigkeit, insbesondere hinsichtlich Lagetoleranzen, erreichen. Selbstverständlich gilt dies auch schon bei kleineren Längen, wie beispielsweise 3 m, 4 m oder 5 m.It has surprisingly been found that through These inventive measures not only very easy form an entire linear guide system. Be here In addition, the rails themselves as far as possible in one piece formed and the racks each by individual rack segments composed, it also has a positive effect on the achievable with the guides positioning accuracies out. So can to a one-piece rail with a Length of up to 6 m and more a same length or shorter To be attached to the rack, which consists of individual rack segments composed. The length of the rack segments can range from 250 mm to 600 mm, especially preferably from 350 mm to 450 mm, in particular approx. 400 mm, be selected. In such an inventive Linear motion control can be done with far less effort as in conventional linear motion guides a good Guiding and positioning accuracy, especially with regard to Position tolerances, reach. Of course this is true even with smaller lengths, such as 3 m, 4 m or 5 m.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung, der auch selbständige Bedeutung hat, betrifft in die Linearführung integrierbare Messsysteme. Besonders geeignet sind hierfür Messsysteme mit alternierend wechselnden Markierungen vorbestimmter Länge. Another aspect of the invention, which also has independent significance has, concerns integrable in the linear guide Measuring systems. Particularly suitable for this purpose are measuring systems with alternately changing markings of predetermined length.

Beispiele hierfür sind magnetische Nord- und Südpole, Hell-Dunkel-Markierungen, Reflektierend-Absorbierend-Markierungen und dergleichen. Derartige Weginformationen können mit relativ zu den Markierungen verfahrbaren Sensoren/Fühler durch berührende oder berührungslose Messung detektiert werden. Hierbei kommen sowohl Sensoren/Fühler in Betracht, die für den eigentlichen Messvorgang eine Relativbewegung benötigen als auch solche, die bei ruhendem System in der Lage sind Messwerte zu bestimmen, insbesondere gegenüber einer Referenzstelle des Messsystems absolute Messwerte.Examples include magnetic north and south poles, light and dark markings, Reflective-absorbing markings and the same. Such way information can be relative to the markers movable sensors / sensors through touching or non-contact measurement are detected. Here are both sensors / probes into consideration for the actual measuring process need a relative movement as well as those who are able to sleep when the system is stationary To determine measured values, in particular with respect to a reference point of the measuring system absolute measured values.

Bei einer ersten Lösung kann vorgesehen sein, dass die Verzahnungen von einer oder mehreren Zahnstangen auch als Massverkörperung benutzt wird. Unter Massverkörperung wird hierbei ein Gegenstand verstanden, auf dem messbare Weginformationen aufgebracht sind. Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, dass auf eine zusätzliche Massverkörperung verzichtet werden kann und trotzdem sehr genau Weginformationen an der Führung abgegriffen werden können. Es besteht nämlich oftmals eine Korrelation zwischen der Fertigungsgenauigkeit - und damit den zulässigen Toleranzen - der bei gattungsgemässen Führungen vorgesehenen Verzahnungen einerseits und der geforderten Führungs- bzw. Positioniergenauigkeit andererseits. Die Positioniergenauigkeit in Richtung der Linearbewegungsachse ergibt sich jedoch im wesentlichen aus der Messgenauigkeit. Die zur Übertragung einer Antriebsbewegung vorgesehene Verzahnung kann somit erfindungsgemäss zur Messung von Lage und Geschwindigkeit zwischen einem oder mehreren auf der Schiene angeordneten Wagen und der Schiene selbst genutzt werden. Somit kann eine ohnehin notwendigerweise vorgesehene Verzahnung erfindungsgemäss auch als Massverkörperung Verwendung finden. Es hat sich gezeigt, dass hiermit eine absolute Positioniergenauigkeit von bis zu 10 µm und weniger, bei einer Reproduzierbarkeit von 1 µm und weniger, möglich sind. In a first solution can be provided that the teeth of one or more racks also as dimensional standard is used. Under dimensional standard is here understood an object on which measurable path information are applied. It has now surprisingly shown that waives an additional dimensional scale can be and still very accurate path information the leadership can be tapped. It exists often a correlation between manufacturing accuracy - And thus the permissible tolerances - the generic Guides provided teeth on the one hand and the required guiding or positioning accuracy on the other. The positioning accuracy in the direction of the linear movement axis However, this results essentially from the Measurement accuracy. The transmission of a drive movement provided toothing can thus according to the invention for measurement of location and speed between one or more arranged on the rail car and the rail even be used. Thus, one can necessarily anyway provided toothing according to the invention as a material measure Find use. It has been shown that hereby an absolute positioning accuracy of up to 10 microns and less, with a reproducibility of 1 micron and less, are possible.

Zur Aufnahme der Messwerte über die Verzahnung sind grundsätzlich unterschiedlichste physikalische Prinzipien geeignet. Bevorzugt sind jedoch entweder auf magnetischer, optischer oder auf induktiver Basis arbeitende Messwertaufnehmer. Mit beispielsweise einem permanenterregten magnetoresistiven Sensor kann die aufgrund der Zähne und Zahnlücken gegebene Periodizität mit sehr genauer Teilungsqualität abgetastet werden. Hierfür geeignete Messwertaufnehmer sind beispielsweise die vom Unternehmen Rheintacho Messtechnik GmbH, D-79111 Freiburg, Deutschland unter der Produktbezeichnung SMN5 GI00.SB angebotenen Messköpfe. Geeignete induktive Messwertaufnehmer sind beispielsweise die von der Balluf GmbH, D-73765 Neuhausen a.d.F., Deutschland, unter der Bezeichnung BES S16-3044-G-E4-L angebotenen Sensoren.To record the measured values on the teeth are basically various physical principles suitable. However, preferred are either magnetic, optical or inductive based transducers. With, for example, a permanently excited magnetoresistive Sensor may be due to teeth and tooth gaps Given periodicity scanned with very accurate division quality become. Suitable transducers for this purpose are For example, the company Rheintacho Messtechnik GmbH, D-79111 Freiburg, Germany under the product name SMN5 GI00.SB offered measuring heads. Suitable inductive Transducers are for example those of the Balluf GmbH, D-73765 Neuhausen a.D.F., Germany, under the designation BES S16-3044-G-E4-L.

Selbstverständlich können in einem erfindungsgemässen Führungssystem auch Messsysteme vorgesehen sein, die auf einer eigenständigen Massverkörperung basieren. Diese können ein parallel zur Längsachse der Führung verlaufendes und entweder an der Schiene oder der Zahnstange befestigtes Band aufweisen, das Träger für eine Massverkörperung ist. Ein solches Band kann auch gleichzeitig zur Abdeckung von Bohrungsausnehmungen von entweder der Schiene oder der Zahnstange vorgesehen sein. Besonders geeignet sind hierfür alternierend wechselnde Markierungen vorbestimmter Länge, die beispielsweise einer der zuvor genannten Eigenschaftstypen entspricht. Gemäss dem der Erfindung zugrundeliegende Modularitätsgedanken kann vorgesehen sein, dass sowohl ein Band als auch ein Sensor in konstruktiv unterschiedlich gestalteten Linearbewegungsführungen verwendet werden kann.Of course, in a guide system according to the invention Also measuring systems should be provided on one independent dimensional standard. These can be one running parallel to the longitudinal axis of the guide and either have band attached to the rail or rack, is the carrier for a scale. Such Band can also simultaneously cover boring recesses from either the rail or the rack be provided. Particularly suitable for this purpose are alternating changing markings of predetermined length, for example corresponds to one of the aforementioned property types. According to the invention underlying Modularitätsgedanken can be provided that both a band as also a sensor in structurally differently designed Linear motion guides can be used.

Insbesondere in Abhängigkeit von der erforderlichen Genauigkeit kann eine Massverkörperung auch direkt auf die Schiene oder Zahnstange aufgebracht werden, beispielsweise durch Prägung. In particular, depending on the required accuracy can also be a dimensional standard directly on the rail or rack are applied, for example by Embossing.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further preferred embodiments of the invention result from the dependent claims.

Die Erfindung wird anhand den in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Linearbewegungsführung;

Fig. 2

eine Querschnittsdarstellung der Linear-bewegungsführung aus Fig. 1;

Fig. 3

eine Stossstelle von zwei an einer Führungsschiene befestigter Zahnstangensegmente;

Fig. 4

eine perspektivische Teildarstellung einer Maschine mit einer erfindungsgemässen Linearbewegungsführung.

Fig. 5

eine perspektivische Teildarstellung einer weiteren Linearbewegungsführung aus einem erfindungsgemässen Linearführungssystem;

Fig. 6

eine perspektivische Teildarstellung einer weiteren Linearbewegungsführung aus einem erfindungsgemässen Linearführungssystem;

Fig. 7

eine Querschnittsdarstellung einer Linear-bewegungsführung mit einer erfindungsgemässen berührungslosen Messeinrichtung;

Fig. 8

eine Querschnittsdarstellung einer weiteren zum erfindungsgemässen Linearführungssystem gehörenden Linearbewegungsführung mit einer Messeinrichtung;

Fig. 9

eine Querschnittsdarstellung einer weiteren zum erfindungsgemässen Linearführungssystem gehörenden Linearbewegungsführung mit einer Messeinrichtung;

Fig. 10

eine Querschnittsdarstellung einer weiteren zum erfindungsgemässen Linearführungssystem gehörenden Linearbewegungsführung mit einer Messeinrichtung.

The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments schematically illustrated in the figures; show it:

Fig. 1

a perspective view of an inventive linear motion guide;

Fig. 2

a cross-sectional view of the linear motion guide of Fig. 1;

Fig. 3

a joint of two rack segments attached to a guide rail;

Fig. 4

a partial perspective view of a machine with an inventive linear motion guide.

Fig. 5

a partial perspective view of another linear motion guide from a linear guide system according to the invention;

Fig. 6

a partial perspective view of another linear motion guide from a linear guide system according to the invention;

Fig. 7

a cross-sectional view of a linear motion guide with a contactless measuring device according to the invention;

Fig. 8

a cross-sectional view of another belonging to the inventive linear guide system linear motion guide with a measuring device;

Fig. 9

a cross-sectional view of another belonging to the inventive linear guide system linear motion guide with a measuring device;

Fig. 10

a cross-sectional view of another belonging to the inventive linear guide system linear motion guide with a measuring device.

Die in Fig. 1 gezeigte Linearbewegungsführung 1 weist eine Zahnstange 2 auf, die mit einer Führungsschiene 3 durch mehrere Schraubverbindungen verbunden ist. In der Darstellung von Fig. 1 sind die an sich bekannten Schraubverbindungen lediglich durch in eine Oberseite der Schiene einsetzbare Kappen 4 zur Abdeckung der für die Schraubenverbindungen in der Schiene 3 vorgesehenen Durchgangsbohrungen angedeutet.The linear motion guide 1 shown in Fig. 1 has a Rack 2, with a guide rail 3 by several Screw is connected. In the presentation of Fig. 1 are the known screw connections only usable in a top of the rail Caps 4 to cover the screw connections in the rail 3 provided through holes indicated.

Auf der einstückigen und im Ausführungsbeispiel ca. 6 m langen Führungsschiene 3 ist ein im Querschnitt im wesentlichen U-förmiger Schlitten 5 angeordnet, in dessen beiden Schenkeln jeweils zwei in sich geschlossene und nicht näher dargestellte Wälzkörper-Umläufe ausgebildet sind. In diesen Umläufen zirkulieren jeweils Wälzkörper, wie beispielsweise Kugeln oder Rollen. Im Bereich einer nicht näher dargestellten Tragzone der Umläufe liegen die Wälzkörper sowohl am Schlitten 5 als auch an seitlichen Tragflächen 6 der Schiene 3 an. Hierdurch ist der Schlitten 5 sowohl in an sich vorbekannter Weise auf der Schiene 3 gelagert als auch relativ zur Schiene entlang einer Längsbewegungsachse 7 längsbeweglich.On the one-piece and in the exemplary embodiment about 6 m long Guide rail 3 is a cross-section substantially U-shaped carriage 5 arranged in the two legs two self-contained and not shown in detail Rolling element circulations are formed. In these rounds Circulate each rolling elements, such as Balls or rolls. In the area of a not shown Tragzone the revolutions are the rolling elements both on Carriage 5 and on lateral wings 6 of the rail 3 on. As a result, the carriage 5 is both previously known Way mounted on the rail 3 as well as relatively to the rail along a longitudinal axis of movement 7 longitudinally movable.

In der Schnittdarstellung von Fig. 2 ist eine in jeder der Durchgangsbohrungen 8 vorgesehene Stufe zu erkennen, die als Anschlag für den Kopf der in der jeweiligen Bohrung angeordneten Gewindeschraube 9 dient. Die Durchgangsbohrungen münden aus einer ebenen Unterseite 10 der Schiene, mit der diese flächig auf einer ebenfalls ebenen Oberseite der Zahnstange 2 anliegt.In the sectional view of Fig. 2 is a in each of Through holes 8 provided level to recognize, as Stop for the head of arranged in the respective bore Threaded screw 9 is used. The through holes open from a flat bottom 10 of the rail, with the this flat on a likewise flat top of the Rack 2 rests.

Die Zahnstange 2 weist ebenfalls aus ihrer Oberseite mündende Ausnehmungen auf. Diese sind jeweils als Sacklochbohrung 11 ausgebildet, die mit einem Innengewinde versehen sind. Die Ausnehmungen der Zahnstange fluchten mit der entsprechenden Durchgangsbohrung 8 der Schiene 3, so dass jeweils eine durch eine Durchgangsbohrung 8 durchgesteckte Schraube 9 in die entsprechende Sacklochbohrung 11 der Zahnstange 2 eingeschraubt werden kann. Die Zahnstange 2 weist zudem quer zu den Sacklochbohrungen 11 und quer zur Längsbewegungsachse 7 verlaufende weitere Befestigungsbohrungen 14 auf. Diese sind zur Befestigung des gesamten Linearführungs- und Antriebssystems an einem Maschinenstrukturteil, beispielsweise einem Gestell, einer Maschine, mittels weiteren Schrauben vorgesehen. Mittels in Durchgangslöchern 12 einzusetzenden (nicht dargestellten) Stiften (z.B. nach der DIN EN ISO 8734) kann die Führung zusätzlich mit dem entsprechenden Maschinenstrukturteil verstiftet werden.The rack 2 also has opening from its top Recesses on. These are each as a blind hole 11 formed, which provided with an internal thread are. The recesses of the rack are aligned with the corresponding ones Through hole 8 of the rail 3, so that respectively one through-pushed through a through hole 8 Screw 9 in the corresponding blind hole 11 of the Rack 2 can be screwed. The rack 2 also has transverse to the blind holes 11 and across to Longitudinal movement axis 7 extending further mounting holes 14 on. These are for fixing the entire linear guide and drive system on a machine structure part, for example, a frame, a machine, by means of provided additional screws. By means of through holes 12 to be used pins (not shown) (For example, according to DIN EN ISO 8734), the guide can additionally be pinned with the appropriate machine structure part.

Wie in Fig. 1 und Fig. 3 gezeigt ist, setzt sich die Zahnstange 2 aus einzelnen Zahnstangensegmenten 15 zusammen, die unmittelbar aneinander gereiht und an der Schiene 3 befestigt sind. Für die einstückige Schiene mit einer (Gesamt-)Länge von z.B. 6000 mm sind insgesamt 15 Zahnstangensegmente mit einer Länge von jeweils 400 mm vorgesehen. Alternativ hierzu könnte die gleiche Länge auch mit 20 Zahnstangensegmenten erreicht werden, die jeweils eine Länge von 300 mm aufweisen.As shown in Fig. 1 and Fig. 3, the Rack 2 composed of individual rack segments 15, the directly lined up and attached to the rail 3 are. For the one-piece rail with a (total) length from e.g. 6000 mm are a total of 15 rack segments each with a length of 400 mm. alternative this could be the same length with 20 rack segments be achieved, each having a length of 300 mm have.

Jedes Zahnstangensegment 15 weist an seiner Unterseite eine Verzahnung 16 auf, beispielsweise eine Schrägverzahnung. Die Verzahnung 16 ist gehärtet und geschliffen. Jedes der Zahnstangensegmente entspricht den Anforderungen der Verzahnungsqualität Stufe 5 der DIN 3961, DIN 3962, DIN 3967 und DIN 3963. Hierdurch weist die Linearbewegungsführung 1 an der Unterseite der Schiene 3 und parallel zur Längsbewegungsachse 7 über ihre gesamte Länge eine qualitativ hochwertige Verzahnung auf. Die Zahnstangensegmente 15 sind an ihren Stirnseiten so aneinandergereiht, dass sich über die gesamte Länge der auf diese Weise zusammengesetzten Zahnstange 2 eine durchgehende Verzahnung ergibt. Durch geeignete Ausrichtung aufeinanderfolgender Zahnstangensegmente 15 kann zum einen ein innerhalb eines engen Toleranzbandes liegender Summenteilungsfehler der Verzahnung über die gesamte Verzahnungslänge erreicht werden. Zum anderen kann hierdurch ein günstiger, insbesondere stufenloser und spielfreier, Übergang innerhalb der Verzahnung 16 von einem Zahnstangensegment 15 zum jeweils nächsten Zahnstangensegment 15 erzielt werden. Eine aufgrund von Übergängen eventuell zu befürchtende zusätzliche Belastung oder Spiel eines in der Verzahnung laufenden Ritzels kann hierdurch vermieden werden.Each rack segment 15 has on its underside a Teeth 16, for example, a helical toothing. The Gearing 16 is hardened and ground. Each of the rack segments meets the requirements of gear quality Stage 5 of DIN 3961, DIN 3962, DIN 3967 and DIN 3963. As a result, the linear motion guide 1 indicates the underside of the rail 3 and parallel to the longitudinal axis of movement 7 over its entire length a high quality Gearing on. The rack segments 15 are on their end faces lined up so that over the entire length of the composite in this way Rack 2 results in a continuous toothing. By suitable Alignment of successive rack segments 15 can on the one hand within a narrow tolerance band lying total pitch error of the toothing over the entire Gear length can be achieved. On the other hand thereby a favorable, in particular stepless and backlash-free, Transition within the toothing 16 of a rack segment 15 to the next rack segment 15th be achieved. One may be due to transitions fearful additional burden or play one in the Gearing of running pinion can be avoided thereby.

Je nach Verzahnungstyp (Gerad- oder Schrägverzahnung) kann der Stoss (Übergang) zwischen aufeinanderfolgenden Zahnstangensegmenten gerade oder schräg verlaufen. Werden mehrere Führungsschienen aneinander gereiht, so kann auch deren Stoss gerade oder schräg ausgebildet sein. Es sind hierbei auch Kombinationen möglich, bei denen die Zahnstangensegmente einen schrägen und die Schienen einen geraden Stoss - oder umgekehrt - aufweisen.Depending on the gearing type (straight or helical gearing) can the impact (transition) between successive rack segments straight or inclined. Become several Guides lined up, so can their Shock be straight or inclined. It is here also possible combinations in which the rack segments an oblique and the rails a straight shock - or vice versa - have.

In Fig. 4 ist ein Anwendungsbeispiel für eine erfindungsgemässe Linearbewegungsführung 1 gezeigt, bei der an einer Schiene mehrere Zahnstangensegmente 15 befestigt sind. Auf der Schiene 3 sind zwei Schlitten 5 längsverschiebbar angeordnet. Die Zahnstangensegmente 15 sind an einem Maschinengestell 17 durch Schraubverbindungen 18 befestigt und weisen in der Summe ihrer einzelnen Längen eine Gesamtlänge auf, die zumindest näherungsweise der Länge der einstückigen Schiene entspricht.In Fig. 4 is an application example of an inventive Linear motion guide 1 shown in which at a Rail a plurality of rack segments 15 are attached. On the rail 3, two carriages 5 are arranged longitudinally displaceable. The rack segments 15 are on a machine frame 17 fastened by screw 18 and point in the sum of their individual lengths a total length, at least approximately the length of the one-piece Rail corresponds.

In diesem Ausführungsbeispiel ist auch eine zweite Linearbewegungsführung 19 vorgesehen, die am gleichen Maschinengestell 17 angeschraubt ist. Die zweite Linearbewegungsführung 19 weist eine Schiene 20 auf, deren Längsbewegungsachse 21 parallel zur Längsbewegungsachse 7 der ersten Linearbewegungsführung 1 verläuft. Auch auf dieser Schiene 20 sind zwei Schlitten 22 über Wälzkörper längsverschiebbar angeordnet. An den Schlitten 5, 22 der beiden Führungen ist ein Tisch 23 befestigt, der beispielsweise zu einer nicht näher dargestellten Holzbearbeitungsmaschine gehört. Mit einem Antrieb 24 des Tisches kann ein schrägverzahntes Ritzel 25 in Rotation versetzt werden. Ein oder mehrere Ritzel 25 kämmen mit der Verzahnung 16 der Zahnstange 2, wodurch eine Antriebsbewegung von einem oder mehreren Tischen 23 generiert wird. Auf den Tisch 23 wirkende Kräfte bzw. Momente werden über die Linearbewegungsführungen 1, 19 in das Maschinengestell übertragen.In this embodiment is also a second linear motion guide 19 provided on the same machine frame 17 is screwed on. The second linear motion guide 19 has a rail 20, whose longitudinal movement axis 21st parallel to the longitudinal movement axis 7 of the first linear motion guide 1 runs. Also on this rail 20 are two carriages 22 arranged longitudinally displaceable via rolling elements. On the carriage 5, 22 of the two guides is a Table 23 attached, for example, to a closer heard woodworking machine belongs. With a drive 24 of the table can be a helical pinion 25 in Rotation are offset. One or more pinions 25 comb with the teeth 16 of the rack 2, whereby a drive movement generated by one or more tables 23 becomes. On the table 23 acting forces or moments become via the linear motion guides 1, 19 in the machine frame transfer.

Die Fig. 5 und Fig. 6 zeigen schliesslich zwei weitere Linearbewegungsführungen 30, 31, die aus dem gleichen Linearführungssystem gebildet sind, wie auch die Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 4. In Fig. 5 sind an eine erste einstückige Schiene 33 mit einer Länge von 6 m mehrere Zahnstangensegmente 34 mit einer Schrägverzahnung 39 angebracht. Zudem sind an der Schiene auch Segmente 35 ohne Verzahnung befestigt. Die Segmente 35 ohne Verzahnung befinden sich in Richtung der Längsbewegungsachse 7 gesehen, an den Stellen der Schiene 33, an denen ein Eingriff eines Ritzels in die Zahnstange nicht erforderlich ist. Finally, FIGS. 5 and 6 show two further linear motion guides 30, 31, from the same linear guide system are formed, as well as the embodiments of Fig. 1 and Fig. 4. In Fig. 5 are a first one-piece Rail 33 with a length of 6 m several rack segments 34 attached with a helical toothing 39. moreover are attached to the rail and segments 35 without teeth. The segments 35 without teeth are located in Direction of the longitudinal axis of movement 7 seen in the places the rail 33, in which an engagement of a pinion in the Rack is not required.

Bei Fig. 6 sind hingegen an die gleiche Schiene 33 zwei unterschiedliche Typen von Zahnstangensegmenten 34, 36 befestigt, die mit unterschiedlichen Verzahnungen 37, 38 versehen sind. Die in diesen Figuren nicht gezeigten unterschiedlichen Ritzel zum Eingriff in jeweils eine der beiden Verzahnungen 37, 38 sind an letztgenannte jeweils angepasst. Zudem kann vorgesehen sein, dass sich die Schienen 33 der beiden Linearbewegungsführungen nach Fig. 5 und Fig. 6 auch hinsichtlich ihrer Eigenschaften unterscheiden, beispielsweise hinsichtlich Form oder Grösse ihrer Querschnittsflächen. Durch eine geeignete Gestaltung der Querschnittsform kann es beispielsweise möglich sein, ein Abdeckband 44 auf der Schiene anzuordnen, das einen die Oberseite der Schiene vollständig bedeckenden Mittelabschnitt sowie seitliche Schenkel aufweist.In Fig. 6, however, are on the same rail 33 two different Types of rack segments 34, 36 attached, provided with different teeth 37, 38 are. The different not shown in these figures Pinion for engaging in one of the two gears 37, 38 are adapted to the latter, respectively. moreover can be provided that the rails 33 of the two Linear motion guides of Fig. 5 and Fig. 6 also in terms differentiate their properties, for example in terms of shape or size of their cross-sectional areas. By a suitable design of the cross-sectional shape it can be possible, for example, a masking tape 44 on the To arrange rail, the one the top of the rail completely covering middle section as well as lateral Has leg.

Selbstverständlich können Ausführungsformen vorgesehen sein, bei denen die Schlitten einer Linearbewegungsführung gemeinsam und simultan oder unabhängig voneinander bewegt werden. Für jeden Schlitten kann hierbei für seinen Verfahrweg, der einer Teillänge der Gesamtlänge der Linearbewegungsführung entspricht, eine an seine Belastungssituation angepasste Verzahnung vorgesehen werden.Of course, embodiments may be provided in which the carriage of a linear motion guide in common and be moved simultaneously or independently. For each slide can here for his travel, the a partial length of the total length of the linear motion guide corresponds to one adapted to his load situation To be provided toothing.

Eine erste mögliche Messeinrichtung des erfindungsgemässen Linearführungssystems ist in Fig. 7 dargestellt. Gemäss dieser Darstellung ist an einen Schenkel 40 des im Querschnitt U-förmigen Schlittens 5 ein Träger 41 lösbar befestigt. Der Träger 41 ist mit geringem Abstand seitlich von der Schiene 3 und der Zahnstange 2 angeordnet. Ein freies Ende 42 des Trägers 41 befindet sich seitlich von der Verzahnung 16 der Zahnstange. Alternativ hierzu könnte das freie Ende durch eine Abwinklung auch über eine Oberseite 16a der Verzahnung 16 geführt sein. A first possible measuring device of the inventive Linear guide system is shown in Fig. 7. According to this Representation is to a leg 40 of the cross-section U-shaped carriage 5 a carrier 41 releasably attached. Of the Carrier 41 is at a small distance laterally from the rail 3 and the rack 2 is arranged. A free end 42 of the Carrier 41 is located laterally of the toothing 16 of Rack. Alternatively, the free end could be through an angling over a top 16a of the toothing 16 be guided.

An dem freien Ende ist ein Sensor 43 angeordnet, der mehrere nicht im Detail dargestellte permanenterregte magnetoresistive Sensorelemente aufweist. Derartige Sensorelemente, einschliesslich ihrer elektrischen Schaltung zu einem Sensor, sind an sich vorbekannt.At the free end, a sensor 43 is arranged, which several not shown in detail permanent magnetoresistive Has sensor elements. Such sensor elements, including its electrical circuit to a sensor, are already known.

Der somit parallel zur Verzahnung 16 und mit geringem Abstand zu dieser geführte Sensor 43 detektiert die sich durch die Zähne und Zahnlücken jeweils ergebenden unterschiedlichen magnetischen Verhältnisse. Das einerseits Vorhandensein von metallischem Material und andererseits dessen Fehlen in Zahnlücken wird von jedem einzelnen Sensorelement erkannt und in Abhängigkeit der momentanen Position von jedem Sensorelement in Form eines entsprechenden elektrischen Signals wiedergegeben. Hierdurch kann eine nicht dargestellte elektronische Auswerteeinheit die relative Position einer Referenzstelle des Sensors, beispielsweise eines Referenzsensorelements, in Richtung der Längsbewegungsachse gegenüber der Zahnstange bestimmen. Auch derartige Auswerteelektronik ist vorbekannt, beispielsweise aus der DE 42 375 40 C2 und der DE 42 33 332 C2.The thus parallel to the teeth 16 and a short distance to this guided sensor 43 detects the through the teeth and gullets each resulting different magnetic conditions. The one hand, existence of metallic material and on the other hand its absence in Tooth gaps are detected by each individual sensor element and depending on the current position of each sensor element in the form of a corresponding electrical signal played. As a result, an electronic, not shown Evaluation unit the relative position of a reference point the sensor, for example a reference sensor element, in the direction of the longitudinal axis of movement relative to the Determine rack. Also such evaluation is previously known, for example from DE 42 375 40 C2 and the DE 42 33 332 C2.

Alternativ können induktive oder auch optische Sensorelemente benutzt werden, die beispielsweise reflektierende Zähne oder Zahnlücken detektieren. Unabhängig von dem physikalischen Wirkprinzip der Sensorelemente ist diesen Ausführungsformen einer Messeinrichtung gemeinsam, dass die Verzahnung bzw. deren Teilung T zur Längenmessung benutzt wird. Die Grösse der Teilung wird als bekannt vorausgesetzt und bei einer relativen Bewegung der Sensorelemente, insbesondere einer Referenzstelle, gegenüber der Verzahnung durch den Sensor für eine Längenmessung benutzt. In die Längenmessung kann beispielsweise das Produkt der Anzahl der Nullsignale des Referenzsensorelementes mit der Teilung einfliessen. Es hat sich gezeigt, dass sich hiermit sehr genaue Längenmessungen durchführen lassen. Alternatively, inductive or optical sensor elements used, for example, reflective Detect teeth or missing teeth. Regardless of the physical Working principle of the sensor elements is these embodiments a measuring device in common that the gearing or whose pitch T is used for length measurement. The size of the division is assumed to be known and in a relative movement of the sensor elements, in particular a reference point, opposite the gearing by used the sensor for a length measurement. In the length measurement For example, the product may be the number of zero signals of the reference sensor element with the division flow. It has been shown that this very accurate length measurements let carry out.

Erfindungsgemäss können mehrere derartige Messeinrichtungen innerhalb des Linearführungssystems vorgesehen sein. Diese unterscheiden sich zumindest in der unterschiedlichen Teilung T, die sowohl bei der jeweiligen Verzahnung vorhanden, als auch bei der Auswertung der von den Sensorelementen erzeugten Signalen berücksichtigt wird.According to the invention, a plurality of such measuring devices be provided within the linear guide system. These differ at least in the different division T, which exists both at the respective gearing, as well as in the evaluation of the generated by the sensor elements Signals is considered.

In einer in Fig. 8 gezeigten anderen Ausführungsform ist ein in die Oberseite 45 der Schiene 46 integriertes metallisches Band 47 vorgesehen. Auf das Band 47 ist eine parallel zur Längsbewegungsachse 21 der Führung verlaufende Massverkörperung aufgebracht. Diese kann beispielsweise eine oder mehrere Spuren mit magnetischer Teilung aufweisen. Jede Spur hat zwei alternierend aufeinanderfolgende Teilungselemente gleicher Länge aber unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften. Die Länge der vorzugsweise gleich langen Teilungselemente hängt im wesentlichen von der vorgesehenen Messgenauigkeit ab. Selbstverständlich sind auch grundsätzlich andere Massverkörperungen möglich, beispielsweise optische Markierungen. Dieses Band 47 kann passgenau in eine mittige Nut 48 der Oberseite 45 der Schiene eingebracht und in dieser befestigt sein. Somit übernimmt das Band 47 auch die Funktion eines Abdeckbandes.In another embodiment shown in FIG. 8, a in the top 45 of the rail 46 integrated metallic Volume 47 provided. On the band 47 is a parallel to Longitudinal movement axis 21 of the guide extending dimensional scale applied. This can, for example, one or more Have tracks with magnetic division. Every track has two alternating successive dividing elements same length but different magnetic properties. The length of the preferably equally long dividing elements depends essentially on the intended measurement accuracy from. Of course, there are also others Mass embodiments possible, for example, optical Marks. This band 47 can fit in a central Groove 48 of the top 45 of the rail introduced and in this be attached. Thus, the volume 47 takes over the Function of a masking tape.

Damit auch bei dieser Ausführungsform ein Sensor 49 unmittelbar über das Band 47 geführt werden kann ohne dieses zu berühren, ist ein solcher in einem Verbindungsschenkel 50 des U-förmigen Schlittens befestigt.So that in this embodiment, a sensor 49 directly can be performed over the band 47 without this is one in a connecting leg 50 attached to the U-shaped carriage.

Bei der Montage einer Linearführung dieser Ausführungsform können herstellerseitig zunächst Zahnstangensegmente 15, 34, 36 an die vorzugsweise einstückige Führungsschiene 46 mittels Schraubenverbindungen lösbar befestigt werden. Danach wird das Band 47, das bereits mit einer Massverkörperung versehen ist, in die Nut 48 eingeklebt. Zur Erzeugung der Massverkörperung auf dem Band kann beispielsweise das in der europäischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 99123615.9 beschriebene Verfahren benutzt werden.When mounting a linear guide of this embodiment can manufacturer side first rack segments 15, 34, 36 to the preferably one-piece guide rail 46 by means Screw connections are releasably secured. After that becomes the band 47, already with a dimensional embodiment is provided, glued into the groove 48. To produce the Massverkörperung on the tape, for example, in the European patent application with the application number 99123615.9 described method can be used.

Der Hersteller der Linearbewegungsführung kann somit eine vollständig vormontierte Linearbewegungsführung mit Messeinrichtung ausliefern, die von einem Maschinenhersteller, beispielsweise von Werkzeugmaschinen, als Baugruppe sofort in seine Maschinen eingebaut werden kann. Bei dem Maschinenhersteller fällt somit weder für die Linearbewegungsführung selbst, noch für die Messeinrichtung ein nennenswerter Montageaufwand an.The manufacturer of the linear motion guide can thus a completely pre-assembled linear motion guide with measuring device to be delivered by a machine manufacturer, for example of machine tools, as an assembly immediately in his machines can be installed. At the machine manufacturer thus falls neither for the linear motion guide even, for the measuring device a considerable installation effort at.

Bei der Ausführungsform von Fig. 9 ist das Band 47 aus Fig. 8 in eine Seitenfläche 52 der Schiene 53 eingeklebt. Das Band 47 befindet sich hier in einer Nut 54 zwischen zwei Laufflächen 6 für Wälzkörper.In the embodiment of FIG. 9, the band 47 of FIG. 8 glued into a side surface 52 of the rail 53. The Band 47 is here in a groove 54 between two Running surfaces 6 for rolling elements.

Der Sensor 49 aus Fig. 8 ist bei dieser Ausführungsform an einem Träger 55 angeordnet, der an einer Stirnseite des Schlittens 5 befestigt ist. Der Träger 55 ist wiederum unmittelbar vor das Band 47 mit der Massverkörperung geführt. Bei dieser Ausführungsform kann die Schiene 53 mit dem Band 47 komplett vormontiert werden, bevor die Schiene 53 mit der Zahnstange verschraubt wird.The sensor 49 of FIG. 8 is in this embodiment a carrier 55 arranged on one end side of the Carriage 5 is attached. The carrier 55 is again immediate led before the band 47 with the scale. In this embodiment, the rail 53 with the band 47 completely pre-assembled before the rail 53 with the Rack is bolted.

Schliesslich kann auch in jedem Zahnstangensegment 15, 34, 36 bzw. Segment 35 eine seitliche Nut eingebracht sein, die eine durchgehende Nut 56 der Zahnstange ergeben. Wie Fig. 10 zeigt, kann in diese parallel zur Längsbewegungsachse verlaufende Nut 56 wiederum ein Band, beispielsweise das Band 47 aus Fig. 8 und Fig. 9, angeordnet sein, das eine Massverkörperung enthält. Mit Vorteil verläuft die Nut 56 über die Bohrungen 14, die zur Befestigung der Zahnstange an einem Maschinenteil dienen. Hierdurch deckt das Band 47 die Bohrungen 14 ab, wodurch vermieden wird, dass sich in den Bohrungen Schmutz festsetzen kann. Auch bei dieser Ausführung ist ein am Schlitten 5 befestigter Träger 41 vor das Band 47 geführt, der zur Aufnahme eines Sensors dient, mit dem mit Hilfe der Massverkörperung eine Längenmessung durchgeführt werden kann.Finally, in each rack segment 15, 34, 36 and segment 35 may be introduced a lateral groove, the result in a continuous groove 56 of the rack. Like FIG. 10 shows, in this parallel to the longitudinal axis of movement running Groove 56 in turn a band, for example, the band 47 of FIG. 8 and FIG. 9, which is a dimensional embodiment contains. Advantageously, the groove 56 extends over the Holes 14, which attach the rack to a Serve machine part. As a result, the band 47 covers the holes 14 off, thereby avoiding getting in the holes Can set dirt. Also in this version is a carrier 5 attached to the carriage 41 in front of the band 47th guided, which serves to receive a sensor with the with Help the dimensional standard performed a length measurement can be.

Wie auch bei anderen erfindungsgemässen Ausführungsformen kann das Band 47 als Stahlband ausgebildet sein, das vorzugsweise mit einer magnetischen Schicht versehen ist. Letztere kann kunststoffgebundene Magnete oder eine galvanisch aufgebrachte magnetische Schicht enthalten.As with other inventive embodiments For example, the band 47 may be formed as a steel band, preferably is provided with a magnetic layer. Latter can be plastic-bonded magnets or a galvanic applied magnetic layer included.

Auch bei dieser Ausführungsform kann die Schiene/Zahnstange nach kundenspezifischen Anforderungen vorkonfektioniert und komplett montiert einem Maschinenhersteller geliefert werden. Nachdem dieser die Schiene/Zahnstange in seine Maschine verschraubt hat, kann er das Band in die Nut einsetzen.Also in this embodiment, the rail / rack pre-assembled according to customer-specific requirements and completely assembled to a machine manufacturer. After this, the rail / rack into its machine screwed, he can use the tape in the groove.

Schliesslich kann das Linearführungssystem auch weniger aufwendige Messsysteme beinhalten, die aber für bestimmte Anwendungen eine ausreichende Genauigkeit liefern. Ein Beispiel hierfür ist ein Drehgeber an einem Antriebsmotor. Derartige Messsysteme können dann mit den genannten hochgenauen und technisch aufwendigeren Messsystemen kombiniert werden. So ist es beispielsweise für die Fälle möglich, in denen eine genaue Positionierung eines Schlittens immer nur entlang einer vorgegebenen Teillänge der Führungsschiene vorgenommen werden muss, das hochgenaue Messsystem auf diese Teillänge zu beschränken. Entlang der restlichen Länge der Schiene kann mit dem weniger genauen Messsystem die Ermittlung der Position des Schlittens vorgenommen werden.Finally, the linear guide system can also be less expensive Measuring systems include, but for certain applications provide sufficient accuracy. An example this is a rotary encoder on a drive motor. such Measuring systems can then with the above highly accurate and more technically complex measuring systems are combined. For example, it is possible in cases where accurate positioning of a carriage always only along made a predetermined length of the guide rail must be the highly accurate measuring system on this Partial length limit. Along the remaining length of the Rail can with the less accurate measuring system the determination the position of the carriage are made.

Bei dem erfindungsgemässen Linearführungssystem können eine Vielzahl der erörterten Komponenten miteinander kombiniert werden, um hiermit jeweils andere Linearbewegungsführungen zu bilden. Da hierbei stets auf eine grosse Anzahl identischer Komponenten, wie beispielsweise Schienen, Zahnstangensegmente, Bänder, Schlitten etc. zurückgegriffen werden kann, ist es möglich, mit geringem Aufwand ein baukastenartiges Linearführungssystem auszubilden. Trotz einer relativ geringen Anzahl von unterschiedlichen Komponenten kann eine grosse Anzahl von möglichen unterschiedlichen Kombinationen erzielt werden. Hierdurch ist es einem Hersteller von gattungsgemässen Linearbewegungsführungen möglich, ohne weiteres auf kundenspezifische Bedürfnisse einzugehen.In the inventive linear guide system, a Variety of discussed components combined to provide each other with other linear motion guides to build. Here always a large number of identical Components, such as rails, rack segments, Ribbons, carriages, etc. are used can, it is possible, with little effort a modular Linear guide system form. Despite a relative low number of different components can a large number of possible different combinations be achieved. This makes it a manufacturer of generic linear motion guides possible, without further notice to meet customer needs.

Claims (10)

1. A linear guidance system, including
   at least one guide rail (3) having running surfaces for rolling members,
   at least one sliding carriage (5), which is disposed on the rail (3) above the rolling member, and is movable longitudinally relative to the rail,
   multiple toothed racks (2), each of which is separably attachable to the rail (3) and is furnished with gearing at least over a part of its length,
   wherein a linear movement guide can be constructed with the at least one guide rail (3), the at least one sliding carriage (5) and each of the toothed racks (2),
   characterised in that
   each of the toothed racks can be constructed from toothed rack segments (15, 34, 36), in which case several different types of toothed rack segment (15, 34, 36) can be mounted, which differ from each other at least with respect to the properties of their respective gearing (16, 37 - 39), and each of the toothed rack segments (15, 34, 36) can be detachably attached to the rail.
2. The linear guidance system as cited in claim 1,
   characterised by
   multiple different rails (3, 20, 33, 46, 53), to each of which the same toothed rack segments (15, 34, 36) can be added.
3. The linear guidance system as cited in either of claims 1 or 2,
   characterised by
   at least one toothed rack that includes toothed rack segments having differing gearing properties.
4. The linear guidance system as cited in any of the preceding claims, characterised by a segment (35) that can be integrated in a toothed rack and has no gearing.
5. The linear guidance system as cited in any of the preceding claims, characterised in that cutouts are provided in a specific pattern on the rail (3, 20, 33, 46, 53) for attachment elements, in which toothed rack elements (15, 34, 36), preferably all types of toothed rack segments provided in the linear guidance system, can be attached.
6. The linear guidance system as cited in any of the preceding claims, characterised bya power plant that has at least one drive unit and at least one engaging member that matches each gearing type, such as a pinion gear or similar.
7. The linear guidance system as cited in any of the preceding claims, characterised by at least one measuring device for measuring length, which has a measuring representation and a sensor, a travel length of relative movement between the sliding carriage and the guide rail being calculable with an evaluation unit and the sensor by detection of the measuring representation.
8. The linear guidance system as cited in claim 7, characterised by a sensor that is attached to one of the sliding carriages and has sufficient clearance to move past the gearing in the event of relative movements between the sliding carriage and the toothed rack, wherein both teeth and gearing gaps are detectable as measuring representation by the sensor, various signals can be generated with the sensor depending on the position thereof in the direction of the respective longitudinal axis of movement relative to the individual teeth and gearing gaps, the signals are used by an evaluation unit in the measurement device taking into account the spacing of the gearing to determine a travel path in the direction of the longitudinal axis of movement and/or an absolute position. -
9. The linear guidance system as cited in claim 8, characterised by a sensor having multiple sensor elements, which are distributed in a lengthwise direction of the sensor in a manner such that at least one sensor element detects a gearing gap and at least one additional sensor element detects an adjacent tooth.
10. The linear guidance system as cited in claim 8, characterised by a magnetoresistive or inductive sensor.

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